2004. augusztus 1. 23:25, Vasárnap
Egy nap az asztronauták forgó űrhajók fedélzetén utazhatnak a naprendszerben. A kérdés, vajon az emberi agy képes-e alkalmazkodni?
Egyszer érdemes megpróbálni egy forgásban levő játszótéri körhintán a velünk szemben, vagy a tőlünk nem messze ülőnek egy labdát dobni és megnézni, sikerül-e elsőre elkapnia. Nem fog sikerülni, ez egészen biztos, sőt dobásunk alaposan mellé fog menni, miközben úgy érezzük, hogy kezünk furcsa mód az egyik irányba húzódik. A fizikusok ezt nevezik
Coriolis-hatásnak, ami minden forgó platformon bekövetkezik. A hurrikánok is ezért kavarognak, sőt magára a Földre is kihat a dolog. Az űrutazás szintén lehet egy Coriolis élmény.
A kutatók jó ideje tudják, hogy a körhintaszerűen forgó űrhajók sok problémát megoldanának. A súlytalanságban az űrhajósok csontjai és izmai gyengülnek, nem könnyű az evés és az ivás, nem is beszélve a mosdó használatáról. Egy forgó űrhajóban viszont mesterséges gravitáció jönne létre, ami karban tartaná a testet és megkönnyítené a mindennapi tevékenységet. A gond az, hogy egy forgó űrhajó erős Coriolis hatással jár. Az eldobott objektumok irányt változtatnak, ha meg akarunk nyomni egy gombot, ujjunk rossz helyre téved. Képesek az asztronauták alkalmazkodni olyan mértékben, hogy megbízhatóan cselekedjenek az életet veszélyeztető űrkörnyezetben?
Ez az, amit két kutató, James Lackner és Paul DiZio megpróbál kideríteni. A
NASA Biológiai és Fizikai Kutató Hivatalának támogatásával a tudósok forgó kamrákban egy kísérletsorozatot végeznek emberekkel, hogy megtudják, mennyire vagyunk képesek alkalmazkodni egy forgó űrhajó fedélzetén zajló élethez. Emellett remélik sikerül olyan edzéstechnikákat is kidolgozni, ami megkönnyíti a forgó és a nem forgó környezetek közötti átállásokat. "Az 1960-as években végzett kísérletek szerint az ember nem túl jól alkalmazkodik a forgáshoz" - mondta Lackner, az amerikai Brandeis Egyetem élettan professzora. "Azonban azokban a kísérletekben az alanyok mozgásának nem volt kellően meghatározott célja. Rájöttünk, ha határozott célt adunk a mozgásnak, az emberek elég gyorsan képesek alkalmazkodni."
Határozott cél megadásakor, mint egy tárgy megérintése, a tanulmányozott emberek már mindössze 10-20 próbálkozás után elsajátították a pontos mozgást megváltozott környezetükben, ez a gyorsaság meglepte a tudósokat. "Úgy véljük, ha adott egy cél az agy sokkal pontosabban utasítja az izmokat a kívánt mozgásra, valamint jóval hatékonyabban észleli az ettől a mozgástól való eltéréseket" - mondta DiZio, a Brandeis pszichológia professzora.
Az 1968-ban forgatott 2001. Űrodüsszeia malomkerékszerű űrállomása
Honnan származik az ember forgáshoz való természetes alkalmazkodási képessége? Testünk és agyunk úgy fejlődhetett, hogy egy bizonyos fokig megbirkózzon a Coriolis hatással. Amikor megfordulunk az irodai székkel, kosárlabdázunk, hátra kapjuk a fejünket, hogy megtudjuk, honnan származik egy furcsa zaj, minden esetben egy-egy rövid Coriolis élményt élünk át.
Más meglepő felfedezést is tettek a tudósok. Például bizonyos forgási idő elteltével az alanyok nem érzékelték a Coriolis hatást, eltűnt karjaikról és lábaikról az a bizonyos húzó erő, az agy kiegyenlítette a hatást, így elméjük már nem vett tudomást róla.
Mitöbb amikor visszatértek a hagyományos környezetbe újra jelentkezett a hatás, csak ezúttal az ellenkező irányba érzékelték a húzóerőt, ami csupán az agy játéka, jegyezte meg DiZio. Újabb 10-20 célirányos mozgás után az agy visszazökkent a régi kerékvágásba, a hatás pedig elmúlt.
DiZio és Lackner megállapította, hogy az ember képes akár percenként 25 tengely körüli forgáshoz is alkalmazkodni, ami nagyjából megfelel annak a sebességnek, amivel testünket elfordítjuk mindennapjaink során. Összehasonlításként egy forgó űrhajó - a szerkezet méretétől függően - ennél jóval lassabban, percenként talán 10 fordulatot végezne.
Sok kérdés azonban még nyitva áll. Vajon a kézmozdulatok eredményei az egész testre igaznak bizonyulnának? Jelent-e különbséget, ha nehéz tárgyakat viszünk közben? Minél többször alkalmazkodunk a hatáshoz, a hozzászokás annál könnyebb lesz a későbbiekben? A kutatók ezekre és hasonló kérdésekre igyekeznek megtalálni a választ az elkövetkező hónapokban.
Letölthető videók:
A Coriolis hatás bemutatása, 2 MB
Egy forgó űrállomás modellje, 3 MB
Informatika és tudomány